高中物理電表改裝副本

1、恒定電流 電表間的各種改裝 “把電流表改裝為電壓表”是高中物理課本中的一個重要分組實驗，本實驗要求達到如下目的：學會把電流表改裝為電壓表的基本方法即加深對“串聯(lián)分壓”的理解，掌握測電表內(nèi)阻的一種方法-半偏法，會設(shè)計校表電路。近幾年在一些正規(guī)化的考卷中，時有該實驗的拓展及變形題，如：把“電流表改裝成電流表”、“電壓表改裝成電流表”、“電壓表改裝成電壓表”。本文對這些情況加以概括、總結(jié)，以期對廣大考生有所幫助。1、電流表改裝成電壓表A改裝方案Um在電流表G上串聯(lián)一個大阻值的定值電阻R0，讓其分壓即可起到電壓表的作用。IgG如圖所示， 改裝后的電壓表的量程Um=（rg+R0）IgR0rgG校表電路將

2、改裝后的電壓表與標準電壓表并聯(lián)，V利用分壓電路即可對所有的刻度進行校準。題例鞏固例1（2003年杭州調(diào)研卷）一電壓表由電流表G與電阻R0串聯(lián)改成，如圖示。若在使用中發(fā)現(xiàn)此電壓表的讀數(shù)總比準確值稍小些，那么應采用下列哪種措施加以改進（ ）A、在R0上串聯(lián)一個比R0小得多的電阻 C、在R0上并聯(lián)一個比R0小得多的電阻B、在R0上串聯(lián)一個比R0大得多的電阻 D、在R0上并聯(lián)一個比R0大得多的電阻分析與解答：偏小的原因是改裝后的電壓表內(nèi)阻偏大，這時可將R0調(diào)小一些，使表頭G上分取的電壓大一些，其上指針偏大，對應改裝電壓表的電壓示數(shù)就大些。在R0不變的情況下，在其兩端并聯(lián)一個大電阻，也可達到相同的效果，

3、故本題答案為D。2、電流表改裝成電流表改裝方案rgIg在電流表G上并聯(lián)一個小阻值的定值電阻R0，讓其分流即可起到大電流表的作用。ImG如圖所示， 改裝后的電流表的量程Im=Ig+ Ig rg /R0=（rg+R0）Ig /R0R0AG校表電路將改裝后的電流表與標準電流表串聯(lián)，利用分壓電路即可對所有的刻度進行校準。題例鞏固例2（2004年天津理綜卷）現(xiàn)有一塊59C2型的小量程電流表G（表頭），滿偏電流50µA，內(nèi)阻約為800850。把它改裝成1mA、10mA的雙量程的電流表?？晒┻x擇的器材有：滑動變阻器R1，最大阻值20；滑動變阻器R2，最大阻值100k；電阻箱R，最大值9999；定值

4、電阻R0 ，阻值1k；電源E1，電動勢為15V；電源E2，電動勢為30V；電源E3，電動勢為45V；（所有電源內(nèi)阻不計）；標準電流表A，滿偏電流15mA；單刀單擲開關(guān)S1和S2，單刀雙擲開關(guān)S3；電阻絲及若干導線。（1）采用如圖1所示電路測量表頭的內(nèi)阻，為提高測量精確度，選用的滑動變阻器為；選用的電源為。（2）將G改裝成雙量程電流表，現(xiàn)有兩種備選電路示于圖2和圖3。其中圖為合理電路。另一電路不合理的理由是： 。A（3）將改裝后的電流表與標準電流表逐格進行核對（僅核對1 mA量程），畫出所用電路圖。圖中待核對的電流表用， 符號表示。RcRdGGG10mAooRa RbS2R´10mA1

5、mAoo1mAoooS3ooES1圖1 圖2 圖3 圖4分析與解答：（1）半偏法測電阻時，要求干路幾乎不變才可，為此R>>R，同時電源電動勢大些為宜，故滑動變阻器應選R2，電源選E3。（2）圖2應為合理的電路。若采用圖3電路，在電路工作的情況下更換量程時，即S3由d換至c的過程中，兩電阻Rd、Rc都未與G并聯(lián)，這時G中電流過大而被燒壞。（3）改裝成量程為1mA的電流表時需要的并聯(lián)電阻Rx = Igrg/（Im-Ig）43，改裝后的電流表A的內(nèi)阻rA40。因40×1mA = 004V，所以電源選電動勢最小的E1即可。當選用了E1=15V的電源后，必須再串聯(lián)一電阻R0加以保護

6、，才能使其安全工作。校表電路如圖所示。R0A´AE13、電壓表改裝成電流表改裝方案RvUm在電壓表v上并聯(lián)一個小阻值的定值電阻R0，讓其分流即可起到電流表的作用。ImV如圖所示， 改裝后的電流表的量程Im=Uv/Rv+Uv/R0R0 =（1/Rv+R0）Uv校表電路AV將改裝后的電流表與標準電流表串聯(lián)，A利用分壓電路即可對所有的刻度進行校準。題例鞏固例3（2004年浙江理綜卷）實驗室內(nèi)有一電壓表mV ，量程為150mV，內(nèi)阻約為150。現(xiàn)要將其改裝成量程為10mA的電流表，并進行校準。為此，實驗室提供如下器材：干電池E（電動勢為15v），電阻箱R，滑動變阻器R，電流表A（有15mA、

7、15mA、150mA三個量程）及開關(guān)。（1）對電表改裝時必須知道電壓表的內(nèi)阻。可用圖a示的電路測量電壓表mV的內(nèi)阻。在既不損壞儀器又能使精確度盡可能高的條件下，電路中的電流表A應選用的量程是。若合上K，調(diào)節(jié)滑動變阻器后測得電壓表的讀數(shù)為150mV，電流表A的讀數(shù)為105mA，則電壓表的內(nèi)阻Rmv為 。（取三位有效數(shù)字）（2）在對改裝后的電流表進行校準時，把A作為標準電流表，在b中畫出對改裝后的電流表進行校準的電路原理圖（滑動變阻器作限流使用），圖中各元件要用題中給出符號或字母標注。圖中電阻箱的取值是（取三位有效數(shù)字），電流表A應選用的量程是。mVAR´圖 a 圖 b分析與解答：（1）

8、電壓表的限流量等于150mV/150=1mA，故電流表A 應選量程為15mA的。 電壓表的內(nèi)阻Rmv=150mV/105mA143。（2）將其改成量程為10 mA的電流表，所需的并聯(lián)電阻R應為：10mA=150mV/150+150mV/R ，解得R=167，此即電阻箱的取值。因改裝后的量程為10mA，所以校準用的電流表A 應選量程為15mA的。mVA按題目要求校準電路如圖：R´R4、電壓表改裝成電壓表改裝方案Uv Rv在電壓表v上串聯(lián)一個大阻值的定值電阻R0，讓其分壓即可起到大電壓表的作用。UmV如圖所示， 改裝后的電壓表的量程Um=Uv+UvR0/RvR0 =（R0+Rv）Uv/R

9、v校表電路V將改裝后的電壓表與標準電壓表并聯(lián)，V0利用分壓電路即可對所有的刻度進行校準。題例鞏固例4（2004年科研測試卷）一個電壓表VA的內(nèi)阻RA=1k，量成為1.0v，現(xiàn)要利用電阻箱擴大它的量程，改為3.0v的電壓表，改裝后再用量程為3.0v的精確電壓表VB對改裝后的電壓表VC的所有刻度進行校準。除了這兩個電壓表VA、VB外，還有下列器材：電源E（電動勢約6V、內(nèi)阻較小）；變阻器R（總阻約10）；電阻箱R0（19999）；電鍵K；導線。（1）試在實物圖中用導線連成校準時的實驗電路（2）電阻箱R0的取值應為 - （3）用上述電壓表VB和改裝后并已校準過的電壓表Vc以及一個電鍵和一些導線，去測

10、量一個電動勢約為2V的電源內(nèi)阻r，試簡要寫出測量步驟；并用測得的量表示出內(nèi)阻r=-。176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100×10×10000×100000×1000R0VBVAERK分析與解答：（1）將改裝后的電壓表Vc與標準電壓表VB并聯(lián)，滑動變阻器接成分壓電路，如下圖所示。VCR0VA176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100&#

11、215;10×10000×100000×1000R0VBVAVBRR（2）據(jù)部分電路的歐姆定律有 3.0=1.0+1.0R0/1000 可得R0=2000 此時改裝后的電壓表Vc的內(nèi)阻Rc=1000+2000=3000Uc（3）將電壓表Vc與待測電源相聯(lián)，計下電壓表的讀數(shù)UcRcVc E= Uc +Ucr/Rc -E r UBRBUc´Rc將電壓表VB與Vc串聯(lián)后再待測電源相聯(lián)，計下兩電壓表的讀數(shù)UB、UcVBVc E= UB + Uc + Ucr/Rc - E rUB+ Uc - UcUc- Uc（4）聯(lián)立兩式可得 r = RC小 結(jié) ：1、此類實驗要求掌握以